PL233233B1 - Sposób otrzymywania 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu - Google Patents

Sposób otrzymywania 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu

Info

Publication number
PL233233B1
PL233233B1 PL419289A PL41928916A PL233233B1 PL 233233 B1 PL233233 B1 PL 233233B1 PL 419289 A PL419289 A PL 419289A PL 41928916 A PL41928916 A PL 41928916A PL 233233 B1 PL233233 B1 PL 233233B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
molar ratio
hydrogen peroxide
cdt
sodium tungstate
epoxidation
Prior art date
Application number
PL419289A
Other languages
English (en)
Other versions
PL419289A1 (pl
Inventor
Grzegorz Lewandowski
Eugeniusz Milchert
Łukasz Sałaciński
Original Assignee
Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie filed Critical Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority to PL419289A priority Critical patent/PL233233B1/pl
Publication of PL419289A1 publication Critical patent/PL419289A1/pl
Publication of PL233233B1 publication Critical patent/PL233233B1/pl

Links

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu (ECDD) w procesie epoksydacji 1,5,9-cyklododekatrienu (CDT) za pomocą 30-proc. nadtlenku wodoru.
ECDD ma duże znaczenie techniczne ze względu na liczne zastosowania w otrzymywaniu nowych związków o dużym znaczeniu użytkowym. Przede wszystkim stosuje się go w produkcji poli-ω-dodekanamidu [-NH(CH2)uCO-]n (nylonu 12) lub do wytwarzania nylonu 6,12. Duże znaczenie ma również produkcja kwasu dodekanodikarboksylowego HOOC(CH2)ioCOOH i powstającego pośrednio w tej syntezie cyklododekanonu i cyklododekanolu.
Znana metoda otrzymywania 1,2-epoksy-(5Z,9E)-5,9-cyklododekadienu opisana w N. Kuroda, M. Yamanaka, H. Takemoto, K. Ninomiya, J. Kugimoto, US Pat. 6 172 243, polega na epoksydacji 1,5,9-cyklododekatrienu nadtlenkiem wodoru w obecności kwasu karboksylowego o stałej dysocjacji 5,0-10-6 < K < 1,0 10-4. Procesowi temu towarzyszą reakcje uboczne. Katalizowana kwasem addycja wody do produktu głównego (epoksydu) prowadzi do dioli, a w wyniku addycji kwasu karboksylowego tworzą się mono- i diestry. Występuje również izomeryzacja wiązań podwójnych.
Przedstawiony w patencie brytyjskim nr 849 238 sposób otrzymywania 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu polega na epoksydacji 1,5,9-cyklododekatrienu kwasem nadbenzoesowym w chlorobenzenie lub nadoctowym rozpuszczonym w bezwodnym kwasie lub bezwodniku octowym. W procesie tym otrzymuje się jednak stosunkowo niską wydajność 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu zarówno w odniesieniu do przereagowanego 1,5,9-cyklododekatrienu jak i nadkwasu. Obniżenie wydajności jest wynikiem przebiegu reakcji ubocznych. Podobne wydajności uzyskano po zastosowaniu nadoctanu acetaldehydu jako czynnika epoksydującego.
Z polskiego opisu patentowego PL 213052 znana jest metoda otrzymywania 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu, polegająca na epoksydacji (1Z,5Z,9E)-cyklododekatrienu za pomocą wodoronadtlenku tert-butylu o stężeniu 20-80% w obecności homogemnicznego katalizatora molibdenowego. Proces prowadzi się w rozpuszczalniku organicznym (izooktan, nonan, dekan, nadtlenek tert-butylu) w obecności homogenicznego katalizatora m olibdenowego, w temperaturze 70-90°C, przy stosunku molowym CDT/WNTB = 1:1-1:5, ze stopniowym wprowadzaniem WNTB, w czasie 1-5 godz. Z opisu patentowego PL 212 327 znany jest również ciągły sposób prowadzenia epoksydowania, z użyciem tych samych reagentów, w kaskadzie reaktorów przepływowych z intensywnym mieszaniem i z dozowaniem CDT z katalizatorem do pierwszego stopnia kaskady i stopniowym wprowadzaniem roztworu WNTB w rozpuszczalniku do pierwszego i kolejnego stopnia kaskady. W kolejnych stopniach kaskady utrzymuje się gradientowy wzrost temperatury.
Niedogodnością tej metody jest stosunkowo niska konwersja CDT (poniżej 20%) przy jednocześnie wysokiej konwersji WNTB (97-99%). Nieco wyższą konwersję CDT (30%) osiąga się w pierwszej z wymienionych metod. W obydwu systemach z użyciem WNTB występuje gwałtowny wzrost temperatury reakcji, powodujący konieczność szybkiego odprowadzania ciepła. Zastosowanie kaskady reaktorów przepływowych z gradientem temperatury i użycie rozpuszczalnika częściowo likwiduje ten problem.
Sposób otrzymywania 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu, według wynalazku, podczas epoksydacji 1,5,9-cyklododekatrienu za pomocą nadtlenku wodoru, w obecności rozpuszczalnika organicznego, charakteryzuje się tym, że proces epoksydacji prowadzi się w obecności wolframianu sodu i kwasu o-fosforowego jako katalizatora epoksydacji oraz wodorosiarczanu metylotrioktyloamoniowego jako katalizatora przeniesienia fazowego. Proces prowadzi się utrzymując mieszaninę reakcyjną w temperaturze 30-70°C, podczas intensywnego mieszania w czasie 1 do 2 godzin. Stosunek molowy wolframianu sodu do kwasu o-fosforowego wynosi 0,5-4,0:1. Stosunek molowy nadtlenku wodoru do wolframianu sodu wynosi 37-300:1. Stosunek molowy nadtlenku wodoru do 1,5,9-cyklododekatrienu wynosi 0,75-1,5:1. Jako rozpuszczalnik organiczny stosuje się m-, o-, p-ksylen lub ich mieszaninę. Stosunek molowy wodorosiarczanu metylotrioktyloamoniowego do wolframianu sodu wynosi 0,3-0,5:1.
Sposób według wynalazku w porównaniu do przedstawionych pozwala uzyskać wyższe wydajności ECDD. Wydajność jest również wyższa w porównaniu do klasycznych metod epoksydacji CDT, prowadzonych za pomocą kwasu nadmrówkowego lub nadoctowego, otrzymywanych „in situ” w reakcji odpowiednio kwasu mrówkowego lub octowego, w obecności silnie kwaśnego katalizatora typu kwasu siarkowego lub żywicy jonowymiennej z grupą sulfonową. Około trzykrotnie krótszy jest ponadto czas prowadzenia reakcji.
PL 233 233 B1
Sposób wykonania epoksydacji 1,5,9-cyklododekatrienu do 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu bliżej wyjaśniają poniższe przykłady.
P r z y k ł a d 1
Do szklanego reaktora wyposażonego w mieszadło mechaniczne, chłodnicę zwrotną, termometr, wkraplacz wprowadzono 0,156 g dwuwodnego wolframianu sodu (Na2WO4-2H2O), 6,180 g wody oraz 0,111 g wodorosiarczanu metylotrioktyloamoniowego [CH3(n-C8H17)3N]HSO4 jako katalizatora przeniesienia międzyfazowego (KPF). Oddzielnie przygotowano roztwór zawierający 3,883 g nadtlenku wodoru oraz 0,024 g kwasu o-fosforowego i podczas mieszania jednorazowo wprowadzono do reaktora. Podczas mieszania z szybkością obrotów mieszadła 1200 rpm, całość ogrzano do temperatury 50°C i porcjami wprowadzono 3,843 g 1,5,9-cyklododekatrienu, zawierającego 2,410 g mieszaniny izomerów ksylenu. Syntezę prowadzono 1 godzinę od momentu zakończenia wprowadzania CDT. Po zakończeniu reakcji reaktor ochłodzono do temperatury otoczenia, oddzielono warstwę organiczną (górna) od wodnej. Metodą chromatografii gazowej z użyciem dodekanu jako wzorca wewnętrznego oznaczano stężenie ECDD a w warstwie wodnej stężenie niezmienionego nadtlenku wodoru. W oparciu o te analizy uzyskano następujące wielkości procesowe: konwersja CDT - Kcdt = 63,6%, selektywność przemiany do ECDD w odniesieniu do przereagowanego CDT - Secdd/cdt = 93,9%, selektywność przemiany do ECDD w odniesieniu do przereagowanego H2O2 - Secdd/h2O2 = 40,5%.
W przedstawionym sposobie wykonania stężenie nadtlenku wodoru w mieszaninie reakcyjnej wynosiło 22% wag., stosunek molowy wolframianu sodu do kwasu o-fosforowego 1,5:1, nadtlenku wodoru do wolframianu sodu 75:1, a do CDT 1,5:1. Katalizator przeniesienia międzyfazowego stosowano równomolowo do ilości kwasu o-fosforowego. W praktyce występuje praktycznie całkowite przereagowanie nadtlenku wodoru.
P r z y k ł a d 2
Do reaktora jak w przykładzie 1 wprowadzono 0,039 g dwuwodnego wolframianu sodu, 4,980 g wody oraz 0,033 g wodorosiarczanu metylotrioktyloamoniowego. Podczas mieszania jednorazowo wprowadzono 3,975 g nadtlenku wodoru, zawierającego 0,006 g kwasu o-fosforowego. Po ogrzaniu reagentów do temperatury 50°C w dwóch porcjach wprowadzono 3,820 g CDT zawierającego 2,505 g p-ksylenu, pełniącego funkcję rozpuszczalnika. W tym przykładzie wykonania uzyskano następujące wielkości procesowe: konwersja CDT - Kcdt = 37,6%, selektywność przemiany do ECDD w odniesieniu do przereagowanego CDT - Secdd/cdt = 93,1%, selektywność przemiany do ECDD w odniesieniu do przereagowanego H2O2 - Secdd/h2O2 = 38,9%. W tym przykładzie wykonania znacznie wyższy był stosunek molowy nadtlenku wodoru do wolframianu sodu - 300:1. Stężenie nadtlenku wodoru w mieszaninie reakcyjnej wynosiło 25% wag., stosunek molowy nadtlenku wodoru do CDT 1,5:1, wolframianu sodu do kwasu o-fosforowego 2:1, czas trwania reakcji 1 godzina.
W tabeli poniżej przedstawiono selektywność przemiany do ECDD w odniesieniu do przereagowanego CDT - Secdd/cdt oraz selektywność przemiany do ECDD w odniesieniu do przereagowanego nadtlenku wodoru Secdd/h2O2 przy innych niż w przykładzie 1 i 2 parametrach technologicznych epoksydowania.
PL 233 233 Β1
Tabela
Przykład III IV V VI VII VIII IX X
1. Stężenie Η2Ο2 w mieszaninie przed reakcją % wag. 8,5 26,1 14,3 23,0 24,0 17,5 23 2 23,1
2. Stosunek molowy Na2WO4-2H2O/ H3PO4 1,0:1 1,7:1 0,5:1 4,0:1 1,7:1 1,5:1 1,5:1 1,5:1
3. Stosunek molowy H2O2/ Na2WO4-2H2O 75:1 75:1 75:1 75:1 37:1 75:1 75:1 75:1
4. Stosunek molowy H2O2/CDT 1,5:1 1,5:1 1,5; 1 1,5:1 1,5:1 0,75:1 1,5:1 1,5:1
5. Temperatura °C 50 50 50 50 50 50 30 70
6. Ilość rozpuszczalnika — m, p, o-ksylenów gminni CDT 0,1 0,1 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
7. Stosunek molowy katalizatora prze niesienia fazowego do Na2WO4-2H2O 0,5:1 0,5:1 0,5:1 0,5:1 0,3:1 0,5:1 0,5:1 0,5:1
8. Czas reakcji godz. 1 1 1 1 1 1 2 1
9. Konwersja CDT % 64,2 51,5 92,1 20,8 38,0 41,1 40,1 80,5
10. Selektywność - Secdd/CDT % 87,2 78,8 56,0 88,1 96,1 99,2 99,8 70,1
11. Selektywność - Secdd/IEO2 % 40,4 28,8 68,1 18,1 24,2 60,2 42,0 40,5
Zastrzeżenia patentowe

Claims (6)

1. Sposób otrzymywania 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu podczas epoksydacji 1,5,9-cyklododekatrienu za pomocą nadtlenku wodoru w obecności rozpuszczalnika organicznego, znamienny tym, że proces epoksydacji prowadzi się w obecności wolframianu sodu i kwasu o-fosforowego jako katalizatora epoksydacji oraz wodorosiarczanu metylotrioktyloamoniowego jako katalizatora przeniesienia fazowego, przy czym proces prowadzi się utrzymując mieszaninę reakcyjną w temperaturze 30-70°C, podczas intensywnego mieszania w czasie 1 do 2 godzin.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek molowy wolframianu sodu do kwasu o-fosforowego wynosi 0,5-4,0:1.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek molowy nadtlenku wodoru do wolframianu sodu wynosi 37-300:1.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek molowy nadtlenku wodoru do 1,5,9-cyklododekatrienu wynosi 0,75-1,5:1.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako rozpuszczalnik organiczny stosuje się m-, o-, p-ksylen lub ich mieszaninę.
6. Sposób według zastrz. 1,2, 3, 4 i 5, znamienny tym, że stosunek molowy wodorosiarczanu metylotrioktyloamoniowego do wolframianu sodu wynosi 0,3-0,5:1.
PL419289A 2016-10-31 2016-10-31 Sposób otrzymywania 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu PL233233B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419289A PL233233B1 (pl) 2016-10-31 2016-10-31 Sposób otrzymywania 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL419289A PL233233B1 (pl) 2016-10-31 2016-10-31 Sposób otrzymywania 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL419289A1 PL419289A1 (pl) 2018-05-07
PL233233B1 true PL233233B1 (pl) 2019-09-30

Family

ID=62062416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL419289A PL233233B1 (pl) 2016-10-31 2016-10-31 Sposób otrzymywania 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL233233B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL419289A1 (pl) 2018-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20040116722A1 (en) Process for the epoxidation of cyclic alkenes
RU2013130867A (ru) Способ получения пропиленоксида
Li et al. Peroxopolyoxometalate-based room temperature ionic liquid as a self-separation catalyst for epoxidation of olefins
Wu et al. Combining engineering and chemistry for the selective continuous production of four different oxygenated compounds by photo-oxidation of cyclopentadiene using liquid and supercritical CO2 as solvents
JPS62234550A (ja) 触媒およびその使用法
JP2002155066A (ja) 少なくとも1個の二重結合を有する大員環のモノエポキシドの製造方法
ITMI980441A1 (it) Procedimento per la preparazione di ossidi olefinici
TWI494307B (zh) Preparation of Epoxy Compounds
ITMI991657A1 (it) Procedimento per la preparazione di ossidi olefinici
CN109843846B (zh) 双环[2.2.2]辛烷的合成
CN116768771A (zh) 一种催化选择性氧化制备硫亚胺类化合物的方法
EP1169281B1 (de) Singlet sauerstoff oxidation von organischen substraten
JP4118642B2 (ja) 環状オレフィンのエポキシ化方法
JP4067823B2 (ja) 環状モノオレフィンのエポキシ化方法
CN113087717B (zh) 一种采用钛硅分子筛催化剂联合制备二氧化双环戊二烯、环氧烷烃的方法
JP4030317B2 (ja) エポキシ化合物を製造するための触媒及びそれを使用するエポキシ化合物の製造方法
ES2558261B1 (es) Procedimiento para la oxidación de furfural a ácido maleico
Shibasaki et al. Asymmetric Heck reaction: catalytic asymmetric syntheses of bioactive molecules
RU2425040C1 (ru) Способ получения 2,3-эпоксипинана из скипидара
CN113398978B (zh) 一种邻氯环己酮及其催化剂的制备方法
Lemus et al. Lewis acid catalyzed enlargement of cyclic β‐alkoxyenals and one‐pot synthesis of polyfunctional enoxysilanes derived from aucubin with trimethylsilyldiazomethane
CN104725336A (zh) 一种在室温下制备1,2-柠檬烯环氧化物的方法
US2411869A (en) Addition rearrangement products of thiocyanic acid and cyclopentadiene-olefinic adducts
CN113908828B (zh) 用于环己烯环氧化制备环氧环己烷的钼酸铋催化剂及其制备方法和应用
PL240092B1 (pl) Sposób otrzymywania 1,2-epoksy-5,9-cyklododekadienu